新疆伊犁和塔城黄土记录的末次冰期以来的古气候变化

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:CayleeDak_83
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中亚黄土区位于中亚干旱带核心区,与世界上最主要的三大黄土分布区(欧洲黄土区、西伯利亚黄土区、中国黄土高原)相邻。对该地区黄土沉积的研究有助于理解该地区黄土沉积与其它黄土沉积区黄土沉积的异同,从而理解在全球气候背景下区域气候对黄土沉积的控制程度。而常年受西风环流控制的新疆伊犁地区和塔城地区沉积了大量的黄土,这些黄土是中亚黄土的重要组成部分,真实地记录了西风区的气候变化、沙漠演化、大气环流变化信息。中亚地区也是北大西洋气候区和东亚季风区的纽带,对其沉积记录、演变历史的研究可反映北大西洋地区与东亚季风区气候变化的关系和气候相互作用的机制,这对全球气候变化机制研究有特殊意义。本文对新疆伊犁盆地清水河剖面、肖尔布拉克剖面和塔城盆地的塔城剖面开展了光释光年代学、粒度、磁化率、碳酸盐等指标的测试分析,并得出以下结论:  1.新疆黄土主要沉积在天山、昆仑山和伊犁盆地内的河流阶地、低山、沙漠边缘和山前斜坡上。新疆黄土的厚度为几米到670米不等。通过对新疆表土的粒度分析,我们发现>63μm砂粒径等值线减小方向为当地的主要风向,并且得出结论西北风和东北风是南疆和北疆近地面的主要风向,而西风是伊犁盆地内的主要风向。我们认为持续的干旱化、足够的风力和发育良好的河流阶地是控制新疆黄土分布、厚度变化和形成时间的主要因素。新疆黄土主要形成于中更新世以来,反映了持续的干旱化在中更新世已经形成。然而,在塔里木盆地最老的黄土达到晚上新世,预示着塔里木盆地的最早的干旱化比伊犁盆地和准格尔盆地的干旱化出现的更早。  2.通过三个剖面黄土粒度指标与世界各地古气候指标的对比,我们发现:(1)在MIS1-3时期,伊犁黄土、塔城黄土的粒度变化与黄土高原黄土粒度变化的一致性说明在MIS1-3时期,西风和东亚冬季风存在较好的耦合关系;(2)在MIS1时期,欧亚黄土粒度记录(欧洲黄土、中亚黄土与黄土高原黄土)与南美洲黄土的TOC、δ13CTOC和古土壤记录的反相关现象指示出南北半球间的Seesaw现象不仅出现在了石笋、湖泊和海洋中,半球间的黄土记录同样可以记录这一现象。通过地质记录与气候模拟记录的对比,我们认为AMOC的减弱不仅导致北半球西风和东亚冬季风的同时增强,而且增强了南美夏季风;(3)在MIS2时期,我们发现中亚黄土粒度记录与青海湖的西风强度指标、欧洲石笋δ18O记录有着较好的一致性,并且三个记录在~18 ka同时出现一个湿事件(DO1.1)。  3.通过对伊犁黄土中古土壤层的OSL定年,结合该地区其他两个剖面古土壤层的OSL和14C年龄,我们发现三个剖面都记录了LGM时期古土壤层的出现。进一步我们对比了欧洲、中亚和东南亚地区在LGM时期的水汽变化,发现LGM时期,欧洲和中亚同时处于湿润环境,而东亚却处于干旱环境。这个现象显示出LGM时期中亚的水汽是受西风控制从欧洲和大西洋地区搬运过来的。  4.通过黄土粒度频率曲线、粒度结构散点图、三角图分析,讨论了塔城黄土的形成机制。我们认为塔城黄土粒度分布曲线呈三峰型分布特点,粒度组成比较分散,分选较差,细、中颗粒含量较少,主要以粗颗粒物质为主,属近源风成黄土,并结合当地地形和气候特点,我们认为塔城盆地黄土与伊犁盆地清水河黄土的沉积环境、粉尘搬运方式一致。物源为萨雷耶西克阿特劳沙漠,西风为其主要搬运动力,向西开口的山间盆地为其提供了稳定的粉尘沉积条件,这三个条件的共同作用导致了塔城盆地的厚层黄土的沉积。
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